図面 (/)

技術 ヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法

出願人 信越化学工業株式会社
発明者 篠原紀夫横尾明男工藤宗夫岩淵元亮松村和之
出願日 1994年2月28日 (26年4ヶ月経過) 出願番号 1994-054480
公開日 1995年7月11日 (24年11ヶ月経過) 公開番号 1995-173180
状態 特許登録済
技術分野 触媒を使用する低分子有機合成反応 第4族元素を含む化合物及びその製造
主要キーワード 試料取り出し口 電子対受容体 シラザンポリマー ガラス細管 ミウラ 単位当り 蒸留釜 ケイ素化
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年7月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (1)

構成

オクタメチルシクロテトラシラザンルイス酸又は下記式(1)の硫黄酸化物触媒の存在下で加熱することを特徴とするヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法。

化1

(式中、MはCa,Mg,Al,Fe又はNH4であり、RはOH、フェニル基又は置換フェニル基であり、xは0,1又は2、yは0,1,2又は3、zは0,1,2又は3であるが、xとyは同時に0となることはない。)

効果

本発明によれば、オクタメチルシクロテトラシラザンに入手容易でかつ安価なルイス酸又は硫黄酸化物触媒を加え、加熱し蒸留するだけで電子工業分野等でケイ素試薬として有用なヘキサメチルシクロトリシラザンを容易にかつ高収率で得ることができるので、工業的規模でのヘキサメチルシクロトリシラザンの製造として極めて有用な手段である。

概要

背景

概要

オクタメチルシクロテトラシラザンルイス酸又は下記式(1)の硫黄酸化物触媒の存在下で加熱することを特徴とするヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法。

(式中、MはCa,Mg,Al,Fe又はNH4であり、RはOH、フェニル基又は置換フェニル基であり、xは0,1又は2、yは0,1,2又は3、zは0,1,2又は3であるが、xとyは同時に0となることはない。)

本発明によれば、オクタメチルシクロテトラシラザンに入手容易でかつ安価なルイス酸又は硫黄酸化物触媒を加え、加熱し蒸留するだけで電子工業分野等でケイ素試薬として有用なヘキサメチルシクロトリシラザンを容易にかつ高収率で得ることができるので、工業的規模でのヘキサメチルシクロトリシラザンの製造として極めて有用な手段である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

オクタメチルシクロテトラシラザンルイス酸又は下記一般式(1)で示される硫黄酸化物触媒の存在下で加熱することを特徴とするヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法。

請求項

ID=000003HE=020 WI=108 LX=0510 LY=0450(式中、MはCa,Mg,Al,Fe又はNH4であり、RはOH、フェニル基又は置換フェニル基であり、xは0,1又は2、yは0,1,2又は3、zは0,1,2又は3であるが、xとyは同時に0となることはない。)

請求項2

加熱温度が70〜200℃である請求項1記載のヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法。

請求項3

触媒が、塩化アルミニウム塩化銅塩化鉄塩化チタン臭化アルミニウム硫酸アンモニウムベンゼンスルホン酸p−トルエンスルホン酸及びp−トルイジン−m−スルホン酸から選ばれる1種又は2種以上である請求項1又は2記載の製造方法。

請求項4

オクタメチルシクロテトラシラザンをクラッキング反応させながらヘキサメチルシクロトリシラザンの留分を回収する請求項1,2又は3記載の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、ヘキサメチルシクロトリシラザン新規な製造方法に関する。

0002

ヘキサメチルシクロトリシラザンは、文献にある如く、ノボラック樹脂を主成分とするポジ型レジストの液相ケイ素化剤として効果があり、耐プラズマ性樹脂に与えるものとして有用である(「平岡弘之,ケイ素光化学,1990(No.1)p3〜19」、「ステフン、イー、グレコエスミウラジャーナルエレクトロケム.ソサイアティー,1991(No.3)p810〜814」)。

0003

従来、下記式(1)で示されるヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法としてはジメチルジクロロシランアンモニアガスとを反応させるいわゆる直接アンモノリス法が知られている(「S.D.Brewer and C.P.Haver, J.Am.Chem.Soc.,70 3880(1948)」。

0004

しかし、この方法では、ヘキサメチルシクロトリシラザンの他に下記式(2)で示されるオクタメチルシクロテトラシラザンが多量に生成する(約10〜30%生成)ので、ヘキサメチルシクロトリシラザンの量産化に伴ない副生するオクタメチルシクロテトラシラザンの処理の必要が生じ、大きな問題となってきた。

0005

0006

即ち、このオクタメチルシクロテトラシラザンは用途もなく、長い間かえり見られなかったものであるが、最近、この副生成物の環状四量体シラザンから有用な環状三量体を特定の触媒水素の存在下でクラッキングさせる方法により製造するという興味ある提案がなされている(特公昭63−58838号公報)。

0007

しかしながら、この方法は爆発限界の広い取扱いしにくい水素を使用する上に、触媒として高価なニッケル白金ルテニウムを利用するものであり、工業上環状三量体のヘキサメチルシクロトリシラザンを生産するのに有用な方法ではない。

0008

従って、本発明は、ジメチルジクロロシランとアンモニアとを反応して得られるヘキサメチルシクロトリシラザンの製造時に生成される副生成物であるオクタメチルシクロテトラシラザンそれ自体を有用なヘキサメチルシクロトリシラザンに効率よく転化させるための製造方法を提供することを目的とする。

0009

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、オクタメチルシクロテトラシラザンをルイス酸又は下記一般式(1)で示される硫黄酸化物触媒の存在下に加熱することにより、簡単にしかも高収率でヘキサメチルシクロトリシラザンが得られることを知見し、本発明をなすに至ったものである。

0010

ID=000005HE=020 WI=108 LX=0510 LY=0300
(式中、MはCa,Mg,Al,Fe又はNH4であり、RはOH、フェニル基又は置換フェニル基であり、xは0,1又は2、yは0,1,2又は3、zは0,1,2又は3であるが、xとyは同時に0となることはない。)

0011

本発明によれば、水素ガスを存在させることもなく、安価なルイス酸又は式(1)の硫黄酸化物触媒の存在下にオクタメチルシクロテトラシラザンを加熱することによってこれを効率よくヘキサメチルシクロトリシラザンに転化でき、工業的に有利である。

0012

以下、本発明につき更に詳しく説明すると、本発明のヘキサメチルシクロトリシラザンの製造方法は、オクタメチルシクロテトラシラザンを触媒としてルイス酸又は下記式(1)で示される硫黄酸化物の存在下に加熱するものである。

0013

ここで、原料のオクタメチルシクロテトラシラザンは、ジメチルジクロロシランとアンモニアとを反応させることによりヘキサメチルシクロトリシラザンを製造する時に副生するオクタメチルシクロテトラシラザンを有効に使用することができる。このように副生するオクタメチルシクロテトラシラザンを用いることにより、原料単位当り得られるヘキサメチルシクロトリシラザンの生成を最大にすることができ、かつまた、工業的規模のシラザン製造において、ヘキサメチルシクロトリシラザン留去後に蒸留釜に残る固体(mp97℃)のオクタメチルシクロテトラシラザンの除去や処理等の技術的問題も同時に解決することができる。

0014

また、触媒として用いるルイス酸は、1923年にG.N.Lewisが提出した酸塩基の定義であるところの酸である。この定義によれば、酸とは電子対受容体(electron−pair acceptor)であり、塩基とは電子対共与体(electron−pair donor)である(岩波講座現代化学9 酸塩基と酸化還元木道則、田中元治編 p13−16)が、特に本発明で用いるルイス酸は、金属イオンを持つもので、例えば塩化アルミニウム塩化銅塩化鉄塩化チタン臭化アルミニウム臭化銅、よう化銅などを好適なものとして挙げることができ、特に塩化アルミニウム、塩化銅、塩化鉄、塩化チタン、臭化アルミニウムが好ましいが、勿論これらに限定されるものではない。なお、これらの触媒はその1種を単独で使用しても2種以上を併用するようにしてもよい。

0015

一方、硫黄酸化物触媒は下記式(1)で示されるものである。

0016

ID=000006HE=020 WI=108 LX=0510 LY=1650
(式中、MはCa,Mg,Al,Fe又はNH4であり、RはOH、フェニル基又は置換フェニル基であり、xは0,1又は2、yは0,1,2又は3、zは0,1,2又は3であるが、xとyは同時に0となることはない。)

0017

この式(1)の硫黄酸化物としては、硫酸アンモニウム硫酸カルシウム硫酸マグネシウム硫酸鉄(2価、4価)、硫酸アルミニウムベンゼンスルホン酸p−トルエンスルホン酸p−トルイジン−m−スルホン酸などが挙げられるが、特に硫酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、p−トルイジン−m−スルホン酸が好ましい。

0018

上記触媒の使用量は、適宜選定されるが、オクタメチルシクロテトラシラザンに対し0.1〜10重量%、特に1〜5重量%とすることが好ましい。

0019

反応は窒素アルゴンガスなどの不活性気体雰囲気で行うことがよく、また反応温度は70〜200℃、特に120〜170℃とすることが好ましい。

0020

ここで、反応の方法としては、オクタメチルシクロテトラシラザンに触媒を加えた後、蒸留塔を用い、減圧下或は常圧下で加熱し、クラッキング反応を行い、目的物であるヘキサメチルシクロトリシラザンを留出させる方法が好適に採用される。クラッキング時間は0.5〜6時間が好ましく、より好ましくは1〜5時間である。クラッキング時間が短すぎると反応は進行せず、長すぎるとシラザンポリマーの生成が起こり収率が低下する。

0021

なお、上記の反応は必要に応じて溶媒の存在下で行なってもよい。溶媒としてはベンゼントルエンn−ヘキサンシクロヘキサン等の炭化水素溶媒n−ブチルエーテルテトラヒドロフランジオキサン等のエーテル系の溶媒などを用いることができるが、反応系中で安定な溶媒であるなら、特にこれらの溶媒に限定されるものではない。

発明の効果

0022

本発明によれば、オクタメチルシクロテトラシラザンに入手容易でかつ安価なルイス酸又は硫黄酸化物触媒を加え、加熱し蒸留するだけで電子工業分野等でケイ素試薬として有用なヘキサメチルシクロトリシラザンを容易にかつ高収率で得ることができるので、工業的規模でのヘキサメチルシクロトリシラザンの製造として極めて有用な手段である。

0023

以下、実施例を示し、本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

0024

〔実施例1〕温度計、窒素(不活性気体)吹き込み用キャピラリー試料取り出し口を備えた500ml蒸留用フラスコに、オクタメチルシクロテトラシラザン99.8g、触媒として塩化アルミニウム3.6gを加えた後、フラスコの上部に高さ500mm,直径22mmの蒸留塔(充填剤ガラス細管)をセットした。窒素雰囲気下、常圧で108℃まで加熱するとオクタメチルシクロテトラシラザンは溶解した。

0025

次に、真空ポンプを用いて系内を減圧したところ、8分経過後に激しい沸騰が起った。700mmHgで沸点110℃の留分としてヘキサメチルシクロトリシラザン92.2gを60分のクラッキング蒸留中に得た。収率は98%であった。

0026

〔実施例2〜7〕触媒の種類と添加量を表1に示す通りに代え、実施例1と同様に操作したところ、表1に示すクラッキング時間においてヘキサメチルシクロトリシラザンが同表に示す収率で得られた。

0027

0028

〔実施例8〕温度計、窒素(不活性気体)吹き込み用キャピラリー、試料取り出し口を備えた200ml蒸留用フラスコに、オクタメチルシクロテトラシラザン49.9g、触媒として硫酸アンモニウム1.8gを加えた。この上部に高さ500mm,直径22mmの蒸留塔(充填剤はガラス細管)をセットした。窒素雰囲気下、常圧で107℃まで加熱するとオクタメチルシクロテトラシラザンは溶解した。

0029

次に、真空ポンプを用いて系内を減圧にしたところ、5分経過後に激しい沸騰が起った。70mmHgで沸点110℃の留分としてヘキサメチルシクロトリシラザン45.6gを60分のクラッキング蒸留中に得た。収率は91%であった。

0030

〔実施例9〜15〕触媒の種類と添加量を表2に示す通りに代え、実施例8と同様に操作したところ、表2に示すクラッキング時間においてヘキサメチルシクロトリシラザンが同表に示す収率で得られた。

0031

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 信越化学工業株式会社の「 (メタ)アクリレート化合物、それを含むコーティング組成物および被覆物品」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】優れた耐傷付性、強靭な耐衝撃性、および良好な耐候性、特に、耐候クラック性を有する光硬化性のハードコート層を与え得る(メタ)アクリレート化合物の提供。【解決手段】式(1)で表される(メタ)アクリ... 詳細

  • DIC株式会社の「 液晶化合物」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】液晶組成物への高い溶解性と高い保存安定性を示す化合物、該化合物を構成部材とする液晶組成物及び液晶表示素子の提供。【解決手段】例えば、下式の様に2−フルオロ−4−ブロモベンズアルデヒドからホルミ... 詳細

  • 国立大学法人鳥取大学の「 ケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】ハロゲン原子を含まないイオン液体となり得る新規な塩を提供する。【解決手段】下記式(1)で表されるアニオン、及びカチオンを含むケイ素含有テトラアルキルホウ酸塩。(式中、R1〜R3は、それぞれ独立... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ